Un nouveau traitement a permis à des grenouilles de régénérer leurs pattes amputées – ce qui rapproche la science de la possibilité d’aider les gens à faire repousser des parties de leur corps.
Notre corps nous relie au monde. Lorsqu’une personne perd une partie de son corps à cause d’une maladie ou d’un traumatisme, elle a souvent l’impression d’avoir perdu une partie de ce qu’elle est, voire même de ressentir un sentiment d’impuissance. chagrin semblable à la perte d’un être cher. Leur sentiment de perte personnelle est justifié car, contrairement à salamandres ou des personnages de bande dessinée sarcastiques comme Deadpoolles tissus humains adultes ne se régénèrent généralement pas – la perte d’un membre est permanente et irréversible.
Ou bien l’est-elle ?
Bien qu’il y ait eu des progrès significatifs dans le domaine de la régénération des tissus humains, il n’en reste pas moins que la perte de membres est permanente et irréversible. technologies prothétiques et bioniques pour remplacer les membres perdus, elles ne peuvent pas encore restaurer le sens du toucher, minimiser la sensation des douleurs fantômes ou égaler les capacités des membres naturels. Sans la reconstruction du membre lui-même, une personne ne pourra pas sentir le toucher d’un être cher ou la chaleur du soleil.
Nous sommes des chercheurs en régénération et développemental biologie et génie biomédical. Notre site étude récente dans le journal Science Advances a montré que 24 heures seulement d’un traitement que nous avons conçu suffisent pour régénérer des membres entièrement fonctionnels et sensibles au toucher chez les grenouilles.
Le coup d’envoi de la régénération
Au tout début du développement, les cellules qui deviendront plus tard des membres et des organes s’organisent pour former des structures anatomiques précises en utilisant un ensemble d’outils et de méthodes. signaux chimiques, biomécaniques et électriques. En réfléchissant aux moyens de régénérer les membres, nous avons pensé qu’il serait beaucoup plus facile de demander aux cellules de répéter ce qu’elles ont déjà fait au début du développement. Nous avons donc cherché des moyens de déclencher le signal “construisez ce qui était normalement là” pour les cellules à l’emplacement d’une blessure.
Cependant, l’un des principaux défis à relever est de trouver comment créer un environnement qui encourage le corps à se régénérer au lieu de se réparer. former des cicatrices. Si les cicatrices contribuent à protéger les tissus blessés contre d’autres dommages, elles modifient également l’environnement cellulaire de manière à empêcher la régénération.
Les axolotls sont connus pour leurs puissantes capacités de régénération.
Certains animaux aquatiques tels que le axolotl ont maîtrisé la régénération sans formation de cicatrices. Et même au début du développement humain, le sac amniotique fournit un environnement qui peut faciliter les mécanismes de régénération. Nous avons émis l’hypothèse que le développement d’un environnement similaire pourrait neutraliser la formation de cicatrices au moment de la blessure et permettre à l’organisme de réactiver les signaux régénérateurs dormants.
Pour mettre en œuvre cette idée, nous avons développé un dispositif portable composé d’un système d’alimentation en énergie. hydrogel de soie comme moyen de créer une chambre isolée pour la régénération en bloquant d’autres signaux qui pousseraient le corps à développer des cicatrices ou à subir d’autres processus. Nous avons ensuite chargé le dispositif avec un cocktail de cinq médicaments impliqués dans le développement animal normal et la croissance des tissus.
Nous avons choisi de tester le dispositif en utilisant Grenouilles africaines à griffesune espèce couramment utilisée dans la recherche animale qui, comme les humains, ne régénère pas ses membres à l’âge adulte. Nous avons fixé le dispositif sur un moignon de patte pendant 24 heures. Nous avons ensuite retiré le dispositif et observé l’évolution du site du membre perdu au fil du temps. Au cours des 18 mois qui ont suivi, nous avons été stupéfaits de constater que les grenouilles étaient capables de régénérer leurs pattes, avec des projections semblables à des doigts et une importante repousse des nerfs, des os et des vaisseaux sanguins. Les membres réagissaient également à une légère pression, ce qui signifie qu’ils avaient retrouvé le sens du toucher, et permettaient à la grenouille de retrouver un comportement de nage normal.
Les grenouilles qui ont reçu le dispositif mais pas le cocktail de médicaments ont eu une repousse limitée des membres sans grande restauration fonctionnelle. Et les grenouilles qui n’ont pas été traitées avec le dispositif ou le cocktail de médicaments n’ont pas repoussé leurs membres, laissant des moignons insensibles au toucher et fonctionnellement déficients.
Il est intéressant de noter que les membres des grenouilles traitées avec le dispositif et le cocktail de médicaments n’étaient pas parfaitement reconstruits. Par exemple, les os étaient parfois fragmentés. Cependant, le caractère incomplet du nouveau membre nous indique que d’autres signaux moléculaires clés peuvent manquer, et que de nombreux aspects du traitement peuvent encore être optimisés. Une fois que nous aurons identifié ces signaux,En les ajoutant au traitement médicamenteux, on pourrait potentiellement inverser complètement la perte de membres à l’avenir.
Bien que les prothèses et les membres bioniques puissent aider les personnes amputées à retrouver leur indépendance, ils ne permettent pas de restaurer complètement les fonctions.
L’avenir de la médecine régénérative
Lésion traumatique est l’une des principales causes de décès et de handicap chez les Américains. Et la perte d’un membre à la suite d’une blessure grave est la source la plus fréquente d’invalidité. d’invalidité à vie. Ces lésions traumatiques sont souvent causées par des accidents de voiture, des blessures sportives, les effets secondaires de maladies métaboliques comme le diabète et même des blessures de champ de bataille.
La possibilité de décoder et de réveiller les signaux dormants qui permettent au corps de régénérer des parties de lui-même est une frontière transformatrice de la science médicale. Au-delà de la régénération des membres perdusla régénération du tissu cardiaque après une crise cardiaque ou du tissu cérébral après un accident vasculaire cérébral pourrait prolonger la vie et en améliorer considérablement la qualité. Notre traitement est loin d’être prêt à être utilisé chez l’homme, et nous savons seulement qu’il fonctionne lorsqu’il est appliqué immédiatement après une blessure. Mais la découverte et la compréhension des signaux qui permettent aux cellules de se régénérer signifient que les patients ne devront peut-être pas attendre que les scientifiques comprennent vraiment toutes les subtilités de la construction d’organes complexes avant de pouvoir être traités.
Rendre son intégrité à une personne ne signifie pas seulement remplacer son membre. Cela signifie également restaurer son sens du toucher et sa capacité à fonctionner. Les nouvelles approches de la médecine régénérative commencent maintenant à identifier comment cela peut être possible.
Écrit par :
- Michael Levin – Professeur de biologie, Université de Tufts.
- David Kaplan – Professeur d’Ingénierie Biomédicale, Université de Tufts.
- Nirosha Murugan – Professeur adjoint de biologie, Algoma University
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Scientists Regrow the Frog’s Lost Leg With a Five-Drug Cocktail.
